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聚合物結晶度對制品性能的影響

① 密度

結晶度高，說明多數(shù)分子鏈已排列成有序而緊密的結構。分子間作用力強，所以密度隨結晶度提高而加大，例如70%結晶度的聚丙烯其密度為0.896g/cm3，當結晶度增至95%時則密度增至0.903g/cm3。

② 拉伸強度

結晶度高，拉伸強度高，例如結晶度70%的聚丙烯其拉伸強度為27.5Mpa，當結晶度增至95%時，則拉伸強度可提高到42 Mpa。

③ 沖擊強度

沖擊強度隨結晶度提高而減小，例如70%結晶度聚丙烯，其缺口沖擊強度為14.9KN·m/m2，當結晶度為95%時，沖擊強度減小到4.77KN·m/m2。

④ 剛度

70%結晶度的聚丙烯其模量為4400Mpa，而到95%時，則下降到980Mpa。

⑤ 熱性能

結晶度增加有助于提高軟化溫度和熱變形溫度，如結晶度為70%的聚丙烯，載荷下的熱變形溫度為124.9℃，而結晶度95%時則為151.1℃。剛度是注塑制品脫模條件之一，較高的結晶度會減少制品在模內的冷卻周期。結晶度會給低溫帶來脆性，例如結晶度分別為55%、85%、95%的等規(guī)聚丙烯，其脆化溫度分別為0℃、10℃、20℃。

⑥ 翹曲

結晶度提高會使體積減小，收縮加大。結晶型材料比非結晶材料更易翹曲，這是因為制品在模內冷卻時，由于溫度上的差異引起結晶度的差異，使密度不均、收縮不等，導致產生較高的內應力，而引起翹曲，并使耐應力龜裂能力降低。

⑦ 光澤度

結晶度提高會增加制品的致密性，使制品表面光潔度提高，但由于球晶的存在會引起光波的散射，而使透明度降低。

（3）影響結晶度的因素

① 溫度及冷卻速度

結晶有一個熱歷程，必然與溫度有關。當聚合物熔體溫度T高于熔融溫度Tm時，大分子鏈的熱運動顯著增加，當達到大于分子的內聚力時，分子就難以形成有序排列而不易結晶；當溫度過低時，大分子鏈段動能很低，甚至處于凍結狀態(tài)，也不容易結晶。

所以，結晶的溫度范圍是在玻璃化溫度Tg和熔融溫度Tm之間。在高溫區(qū)（接近Tm），日核不穩(wěn)定，單位時間成核數(shù)量少，而在低溫區(qū)（接近Tg）自由能低，結晶時間長，結晶速度慢，不能為成核創(chuàng)造條件。這樣，在Tm和Tg之間存在一個的結晶速度（Vmax）和相應的結晶溫度(Tvmax)。

② 熔體應力作用

實施表明：熔體應力的提高、剪切作用的加強都會加速結晶過程。這是由于應力作用會使鏈段沿受力方向而取向，形成有序區(qū)，容易誘導出許多晶胚，使晶核數(shù)量增加，生成結晶時間縮短，加速了結晶作用。例如，對聚合丙烯考察發(fā)現(xiàn)：當壓力增高時，不僅使結晶度提高、密度增加，而且對結晶溫度也有提高作用。

通過上面的介紹，使我們知道注射成型中，對塑料熔體溫度、模具溫度及其冷卻速度的控制是多么重要，因為這對結晶度及其制品的內部質量將起重要影響。

塑料的填充耐熱改性

在所有填料中,除有機料外,大部分無機礦物填料都可明顯提高塑料的耐熱溫度。常用的耐熱填料有:碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、鍛燒陶土、鋁礬土及石棉等。 且填料的粒度越小,改性效果越好。

a.納米級填料：

PA6填充5%納米蒙脫土,其熱變形溫度可由70度提高到150度 ，PA6填充10%納米硅灰石,其熱變形溫度可由70度提高到160度 ，PA6填充5%合成云母,其熱變形溫度可由70度提高到145度。

b.常規(guī)填料：

PBT填充30%滑石粉,其熱變形溫度可由55度提高到150度 ，PBT填充30%云母,其熱變形溫度可由55度提高到162度 。